(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射状に配置された複数のシリンダーを有したロータリーエンジンであって、
前記シリンダーそれぞれの内部を摺動するピストンと、
前記ピストンの往復運動を回転運動へと変換する一つのクランクシャフトと、
前記ピストンの往復運動を前記クランクシャフトに伝達する複数のコネクティングロッドからなるコンロッドセットであって、前記コネクティングロッドの各々における前記クランクシャフトとの接触面は円弧を有するように形成されたコンロッドセットと
を備え、
前記コンロッドセットは、
前記コネクティングロッドの各々を前記クランクシャフトと対面するように配置することで、前記コンロッドセット全体で形成される面であって前記クランクシャフトと接触する面における前記クランクシャフトの周方向に沿った長さは前記クランクシャフトの周方向に沿った外周よりも短い
ことを特徴とするロータリーエンジン。
【請求項２】
前記クランクシャフトに加わる摩擦を低減する軸受
を備え、
前記コネクティングロッドの各々は、
前記軸受を介して、前記ピストンの往復運動を前記クランクシャフトに伝達する
ことを特徴とする請求項１に記載のロータリーエンジン。
【請求項３】
前記シリンダーを収納するクランクケースと、
前記クランクケースを挟み込むように配置されるフロントプレート及びバックプレートと、
前記フロントプレート、及び前記バックプレートを挟み込むように配置されるフロントハウジング、及びバックカバーと
を備え、
前記クランクケースと、前記フロントプレートと、前記バックプレートと、前記フロントハウジングと、前記バックカバーとは、
外部から取り込んだ空気を、当該ロータリーエンジン内を流動させると共に、予め規定された規定位置に位置した前記シリンダーへと供給する流路を形成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射状に配置された複数のシリンダーがクランクシャフトを回転軸として回転するロータリーエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、航空機などに用いられるエンジンであって、放射状に配置された複数のシリンダーを有したロータリーエンジンが知られている（特許文献１参照）。
この種のロータリーエンジンにおけるコンロッドセットは、一つのマスターコンロッドと、複数のリンクコンロッドとからなり、マスターコンロッドに各リンクコンロッドがリンクピンなどによって接続されることで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５１８９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように構成されたコンロッドセットを用いたロータリーエンジンでは、ピストンがシリンダー内を円滑に摺動せず、ひいては、クランクシャフトの回転が円滑ではないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ピストンがシリンダー内を円滑に摺動可能なロータリーエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明は、放射状に配置された複数のシリンダーがクランクシャフトを回転軸として回転するロータリーエンジンに関する。
その本発明のロータリーエンジンは、ピストンと、クランクシャフトと、コンロッドセットとを備える。本発明のロータリーエンジンにおいては、ピストンがシリンダーそれぞれの内部を摺動し、一つのクランクシャフトが、ピストンの往復運動を回転運動へと変換する。
【０００７】
さらに、コンロッドセットは、ピストンの往復運動をクランクシャフトに伝達する複数のコネクティングロッドからなり、コネクティングロッドの各々におけるクランクシャフトとの接触面は、円弧を有するように形成されている。
このコンロッドセットは、コネクティングロッドの各々を前記クランクシャフトと対面するように配置することで、前記コンロッドセット全体で形成される面であって前記クランクシャフトと接触する面における前記クランクシャフトの周方向に沿った長さは前記クランクシャフトの周方向に沿った外周よりも短く形成されている。
【０００８】
このようなロータリーエンジンによれば、ピストンの往復運動に従って、各コネクティングロッドがクランクシャフトとの接触面を摺動し順次変位する。つまり、本発明のロータリーエンジンによれば、コネクティングロッドがクランクシャフトとの接触面において、円滑に動作できる。
【０００９】
この結果、本発明によれば、ピストンがシリンダー内を円滑に摺動可能なロータリーエンジンを提供できる。
さらに、本発明のロータリーエンジンにおいては、クランクシャフトに加わる摩擦を低減する軸受を備えていても良い。この場合、コネクティングロッドの各々は、軸受を介して、ピストンの往復運動をクランクシャフトに伝達しても良い（請求項２）。
【００１０】
すなわち、コネクティングロッドの各々は、軸受を介して、クランクシャフトに接触する。よって、本発明のロータリーエンジンによれば、クランクシャフトとの接触面において、コネクティングロッドは、より円滑に動作できる。
【００１１】
なお、本発明のロータリーエンジンにおいては、シリンダーを収納するクランクケースと、クランクケースを挟み込むように配置されるフロントプレート及びバックプレートと、フロントプレート及びバックプレートを挟み込むように配置されるフロントハウジング及びバックカバーとを備えていても良い。この場合、クランクケースと、フロントプレートと、バックプレートと、フロントハウジングと、バックカバーとは、外部から取り込んだ空気を、当該ロータリーエンジン内を流動させると共に、予め規定された規定位置に位置したシリンダーへと供給する流路を形成しても良い（請求項３）。
【００１２】
このようなロータリーエンジンによれば、外部から取り込んだ空気が流動することで、当該ロータリーエンジンの冷却効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用されたロータリーエンジンの外観を示す斜視図である。
【図２】ロータリーエンジンの内部構造を示す断面図である。
【図３】ロータリーエンジンの内部構造を示す断面図である。
【図４】フロントプレートの外観を示す斜視図である。
【図５】クランクケース及びバックプレートの外観を示す斜視図である。
【図６】シリンダーの外観を示す斜視図である。
【図７】シリンダーの断面図である。
【図８】バックプレートの外観を示す斜視図である。
【図９】コネクティングロッドの外観を示す斜視図である。
【図１０】コネクティングロッドの接続状態を示す斜視図である。
【図１１】コネクティングロッドの接続状態を示す斜視図である。
【図１２】コネクティングロッドの接続状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
〈ロータリーエンジンについて〉
図１に示すように、本発明が適用されたロータリーエンジン１は、外部機器に固定されたクランクシャフト５０（図２参照）を中心に、シリンダー３８やピストン４４（図２参照）等が回転する星形エンジンである。本実施形態におけるロータリーエンジン１は、いわゆる２サイクルのレシプロエンジンである。
【００１５】
ここで言う外部機器には、発電機や、自動車の駆動系、航空機のプロペラなどを含む。
ロータリーエンジン１は、ハウジング１０と、ハウジング１０内に収納され、回転するエンジン本体３０（図２，図３参照）とを備えている。
【００１６】
ハウジング１０は、ロータリーエンジン１の外殻を構成するものであり、フロントハウジング１２と、ハウジングカバー１６と、バックカバー２０とを備えている。
一方、図２，３に示すように、エンジン本体３０は、一つのクランクケース３２と、複数（本実施形態では、６つ）のシリンダー３８Ａ〜３８Ｆと、複数のピストン４４Ａ〜４４Ｆと、一つのクランクシャフト５０と、複数のコネクティングロッド５６Ａ〜５６Ｆと、一つのフロントプレート６２と、一つのバックプレート６８とを備え、ボールベアリング７５を介して軸支されている。
【００１７】
ハウジングカバー１６は、リング状の部材であり、当該ハウジングカバー１６の外周面には、吸気行程においてシリンダー３８に空気を供給する吸気ポート８４と、排気行程においてシリンダー３８から排気する排気ポート８６とが形成されている。さらに、ハウジングカバー１６には、シリンダー３８内に供給された燃料に点火する周知の点火機構９８などが設けられている。
【００１８】
フロントプレート６２及びバックプレート６８は、クランクケース３２を挟み込むように配置される。さらに、フロントハウジング１２及びバックカバー２０は、フロントプレート６２及びバックプレート６８に挟み込まれたクランクケース３２を挟み込むように、フロントハウジング１２がフロントプレート６２の外側に、バックカバー２０がバックプレート６８の外側に配置される。
【００１９】
これらフロントハウジング１２、フロントプレート６２、クランクケース３２、バックプレート６８、バックカバー２０は、流入口８０から取り込んだ空気Ａｉを、エンジン本体３０内を流動させた後、流出口８２から排出させて吸気ポート８４へと流動する流路Ｆｃを構成する。
【００２０】
フロントハウジング１２は、フロントプレート６２との接触面側に凹部１３を有し、凹部１３が流路Ｆｃの一部として機能する。
また、フロントプレート６２は、図４に示すように、円板状に形成されたプレート部６３と、クランクシャフト５０が挿通されるよう中空の筒状に形成された軸部６４とを有している。このうち、プレート部６３には、プレート部６３を貫通するように穿設された複数の孔６５Ａ〜６５Ｆを有し、この孔６５が流路Ｆｃの一部として機能する。
【００２１】
さらに、図５に示すように、クランクケース３２は、中心に開口（以下、中心開口と称す）を有し、当該中心開口と同心状の円板状に形成された部材である。さらに、クランクケース３２は、中心開口と外周との間を貫通する複数の孔３３Ａ〜３３Ｆ（３３Ｄ〜３３Ｆは図示せず）と、一方の面から他方の面へと貫通する複数の孔３４Ａ〜３４Ｆを有している。そして、クランクケース３２の孔３３Ａ〜３３Ｆには、それぞれ、図６，図７に示すように、略円筒状に形成されたシリンダー３８が挿通される。また、クランクケース３２の孔３４Ａ〜３４Ｆは、それぞれ、流路Ｆｃの一部として機能する。
【００２２】
バックプレート６８は、図８に示すように、中心に開口を有した円板状に形成された板部６９と、板部６９の一方の面から、互いに隙間を形成するように突出した複数の翼７０とを備えている。本実施形態のバックプレート６８における翼７０は、板部６９に接する端部とは反対側の端部が、クランクケース３２と接触するように配置され、隣接する翼７０の間の隙間が、流路Ｆｃの一部として機能する。
【００２３】
また、バックカバー２０は、バックプレート６８との接触面側に凹部２１を有し、凹部２１が流路Ｆｃの一部として機能する。
すなわち、流入口８０から取り込まれた空気Ａｉは、バックカバー２０に設けられた凹部２１、バックプレート６８に設けられた翼７０の間の隙間の順に通り、クランクケース３２の中心開口へと流動する。そして、中心開口を通り抜けた空気Ａｉは、フロントプレート６２に穿設された孔６５、フロントハウジング１２に設けられた凹部１３の順に通過した後、クランクケース３２に穿設された孔３４を通過し、流出口８２へと到達する。その流出口８２から吐出された空気Ａｉは、吸気ポート８４へと供給される。
【００２４】
次に、ピストン４４は、シリンダー３８それぞれの内部を往復運動する周知の部材である。
クランクシャフト５０は、ピストン４４の往復運動を回転運動に変換する周知のシャフトであり、一端が固定され、他端が出力軸として機能する。
【００２５】
このクランクシャフト５０には、コネクティングロッド５６を介して、ピストン４４各々の往復運動が伝達される。
〈コネクティングロッドについて〉
次に、コネクティングロッド５６について説明する。
【００２６】
本実施形態におけるコネクティングロッド５６は、図９に示すように、ピストン４４に接続される小端部５７と、ボールベアリング７８（図３参照）を介してクランクシャフト５０に接続される大端部５８と、小端部５７と大端部５８とを接続する棒部５９とを備えている。小端部５７は、リンクピン（図示せず）を介してピストン４４に接続される。
【００２７】
各コネクティングロッド５６の大端部５８は、クランクシャフト５０の周方向に沿って互いに異なる方向に延出した第一接触面６０、及び第二接触面６１を有している。これら第一接触面６０及び第二接触面６１は、クランクシャフト５０と接触する面が、ボールベアリング７８の外表面と係合するように曲面に形成されている。この曲面とは、周方向の断面が円弧状の面である。
【００２８】
なお、コネクティングロッド５６は、各コネクティングロッド５６の第一接触面６０，第二接触面６１が周方向に沿って咬み合うように配置した場合、クランクシャフト５０と接触するコネクティングロッド５６Ａ〜５６Ｆ全体（以下、コンロッドセットとも称す）での周がクランクシャフト５０の周（本実施形態では、ボールベアリング７８の外周）よりも短くなるように形成されている。
【００２９】
このように形成されたコネクティングロッド５６は、図１０に示すように、それぞれの大端部５８が、ボールベアリング７８を介してクランクシャフト５０に接するように配置される。そして、図１１に示すように、コンロッドセットを構成する全コネクティングロッド５６の大端部５８の外周には、リング状に形成された抑止部材９０が配置される。
【００３０】
さらに、抑止部材９０の外側には、図１２に示すように、ドライブシャフト９２、及びシャフトベアリング９４（図２参照）が設けられ、さらに、シャフトベアリング９４を介して、フロントプレート６２、フロントハウジング１２が接続されている。
【００３１】
すなわち、本実施形態のロータリーエンジン１は、クランクケース３２に複数のシリンダー３８Ａ〜Ｆが放射状に配置され、各シリンダー３８内に位置するピストン４４が、コネクティングロッド５６を介してクランクシャフト５０に接続されている。
【００３２】
次に、ロータリーエンジン１の動作について説明する。
本実施形態のロータリーエンジン１は、吸気口ポート８４からシリンダー３８内に供給された燃料と空気Ａｉとの混合気に、点火機構９８を介して点火することで始動される。そして、ロータリーエンジン１は、始動すると、クランクケース３２、シリンダー３８Ａ〜３８Ｆが、一体となって回転する。
【００３３】
このとき、ロータリーエンジン１では、流入口８０から取り込まれた空気Ａｉが、流路Ｆｃを流動した後に吸気ポート８４へと到達し、一つのシリンダー３８内へと供給される（吸気行程）。そして、ロータリーエンジン１自体が１回転してピストン４４が１往復する間に、一つのシリンダー３８では、吸気ポート８４から取り込まれた空気Ａｉと燃料との混合気がピストン４４によって圧縮される（圧縮工程）。そして、圧縮された混合気に、点火機構９８にて点火してピストン４４を押し下げ（燃焼（膨張）工程）、その後、排気ポート８６から排気する（排気行程）。
［実施形態の効果］
以上説明したように、ロータリーエンジン１によれば、ピストン４４の往復運動に従って、各コネクティングロッド５６がクランクシャフト５０との接触面を摺動し順次変位する。さらに、コネクティングロッド５６の各々は、ボールベアリング７８を介して、クランクシャフト５０に接触している。
【００３４】
つまり、ロータリーエンジン１によれば、コネクティングロッド５６がクランクシャフト５０との接触面において、円滑に動作できる。
この結果、ロータリーエンジン１によれば、ピストン４４がシリンダー３８内を円滑に摺動可能なロータリーエンジンを提供できる。
【００３５】
しかも、ロータリーエンジン１によれば、外部から取り込んだ空気Ａｉが、エンジン本体３０内を流動することで、当該ロータリーエンジン１の冷却効果を向上させることができる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００３６】
例えば、上記実施形態のロータリーエンジン１は、ガソリンエンジンを想定したが、本発明が適用されるロータリーエンジンは、ガソリンエンジンに限るものではなく、ディーゼルエンジンでも良いし、その他の燃料を燃焼するエンジンでも良い。
【００３７】
さらに、上記実施形態のロータリーエンジン１では、気筒数を「６」としていたが、本発明のロータリーエンジンにおける気筒数は、これに限るものではなく、例えば、気筒数は、「６」未満でも良いし、「６」以上でも良い。
【００３８】
上記実施形態のロータリーエンジン１は、２サイクルのエンジンを想定したが、本発明が適用されるロータリーエンジンは、これに限るものではなく、４サイクルエンジンでも良い。
【００３９】
なお、特許請求の範囲の記載における「軸受」として、上記実施形態では、ボールベアリングを想定したが、この「軸受」は、ボールベアリングに限るものではなく、例えば、ころ軸受でも良いし、針軸受でも良い。
［実施形態と特許請求の範囲との対応関係］
最後に、上記実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との関係を説明する。
【００４０】
上記実施形態におけるピストン４４が、特許請求の範囲の記載におけるピストンに相当し、上記実施形態におけるクランクシャフト５０が、特許請求の範囲の記載におけるクランクシャフトに相当し、上記実施形態におけるコネクティングロッド５６が、特許請求の範囲の記載におけるコネクティングロッドに相当する。
【００４１】
さらに、上記実施形態におけるボールベアリング７８が、特許請求の範囲の記載における軸受に相当し、上記実施形態におけるクランクケース３２が、特許請求の範囲の記載におけるクランクケースに相当し、上記実施形態におけるフロントプレート６２が、特許請求の範囲の記載におけるフロントプレートに相当し、上記実施形態におけるバックプレート６８が、特許請求の範囲の記載におけるバックプレートに相当する。
【００４２】
そして、上記実施形態におけるフロントハウジング１２が、特許請求の範囲の記載におけるフロントハウジングに相当し、上記実施形態におけるバックカバー２０が、特許請求の範囲の記載におけるバックカバーに相当する。
【符号の説明】
【００４３】
１…ロータリーエンジン  １０…ハウジング  １２…フロントハウジング  １３…凹部  １６…ハウジングカバー  ２０…バックカバー  ２１…凹部  ３０…エンジン本体  ３２…クランクケース  ３３，３４…孔  ３８…シリンダー  ４４…ピストン  ５０…クランクシャフト  ５６…コネクティングロッド  ５７…小端部  ５８…大端部  ６０…第一接触面  ６１…第二接触面  ５９…棒部  ６２…フロントプレート  ６３…プレート部  ６４…軸部  ６５…孔  ６８…バックプレート  ６９…板部  ７０…翼  ７５，７８…ボールベアリング  ８０…流入口  ８２…流出口  ８４…吸気ポート  ８６…排気ポート  ９０…抑止部材  ９２…ドライブシャフト  ９４…シャフトベアリング
【図１】
0005838096.tif 000002
【図２】
0005838096.tif 000003
【図３】
0005838096.tif 000004
【図４】
0005838096.tif 000005
【図５】
0005838096.tif 000006
【図６】
0005838096.tif 000007
【図７】
0005838096.tif 000008
【図８】
0005838096.tif 000009
【図９】
0005838096.tif 000010
【図１０】
0005838096.tif 000011
【図１１】
0005838096.tif 000012
【図１２】
0005838096.tif 000013